Карл Сейгън използва разрязана ябълка, за да обясни перфектно четвъртото измерение.

Концепцията за него изглежда отвъд човешкото разбиране. Като триизмерни същества, ние не можем да възприемем нищо отвъд височината, ширината и дълбочината на физически обект.

Какво друго би могло да има? Дори когато разбираме теорията, е почти невъзможно да я визуализираме в съзнанието си, което е ограничено от физическата реалност около нас.

И тук се появява Карл Сейгън – смятан за един от най-великите научни умове на своето време. Най-известен с изследванията си на извънземния живот, той е един от първите, които смятат, че е възможно да е съществувал живот на на Марс.

Сейгън притежава уникалната способност да „разкодира“ сложни научни идеи и да ги направи разбираеми и увлекателни за широката публика. Ако никога не сте го гледали по телевизията, можете да си го представите като научния Мистър Роджърс – дружелюбен, увлекателен разказвач, който винаги успява да обясни трудните неща по най-простия начин.

През 1980 г., в епизод 10 от революционното предаване на PBS „Космос“, Сейгън предприема мисията да обясни на пръв поглед невъзможното – четвъртото измерение.

Красноречив комуникатор – и при това чаровен

Много от вас са чували, че времето се разглежда като четвърто измерение. Това не е трудно за разбиране – за да се определи местоположението на обект във Вселената, трябва да се знаят трите пространствени координати и времето, в което той съществува.

Но съществува и по-теоретично разбиране, в което всички четири измерения са пространствени. Това е почти невъзможно за възприемане... освен ако не ви го обясни талантлив учител.

Какво прави обяснението на Сейгън толкова добро?

Той използва прости и познати предмети – ябълка и тесеракт (четириизмерен хиперкуб). Сейгън обяснява, че ако една ябълка съществуваше в двумерно пространство, обитателите на тази „Плоскоземия“ щяха да виждат само напречното ѝ сечение в даден момент.

„Когато астрономите говорят за голямата структура на космоса, понякога казват, че пространството е извито. Или че Вселената е крайна, но без граници“, започва Сейгън. „Какво, по дяволите, означава това?“

След това Сейгън обяснява как едно двумерно същество в плосък свят би възприело триизмерен обект, като ябълка.

"Представете си, че живеем в тази "Плоскоземия – двумерна равнина, без понятия като "горе" и "долу". И тогава се появява триизмерен обект, например ябълка. Ние изобщо не го забелязваме, докато не пресече нашата равнина на съществуване – и дори тогава нямаме представа какво е това. Виждаме само откъс от него, докато преминава през нашата равнина. Няма как да възприемем триизмерността на ябълката, защото това е отвъд нашето разбиране. Имаме само следата, която е оставила при преминаването си."

За да демонстрира, Сейгън потапя ябълката в мастило и я отпечатва върху повърхността пред себе си – която представлява Плоскоземия и нейните обитатели. За тях ябълката съществува само като точките, където се допира до хартията – четири малки петна.

Той обяснява, че докато ябълката преминава през двумерната равнина, нейното напречно сечение се променя. Така че, за някой, който живее в тази равнина, ябълката би изглеждала като непрекъснато променящи се и размествани форми. Лудост!

Сейгън свързва този двумерен опит за разбиране на третото измерение с нашия собствен опит да разберем четвъртото. За целта използва тесеракт – четириизмерен куб, за да демонстрира колко трудно е да възприемем измерения отвъд нашето собствено.

Тесерактът не може да съществува в триизмерното пространство, но може да бъде представен – както куб може да се нарисува на лист хартия. Сейгън обяснява, че тесерактът е куб, разширен в четвъртото измерение, но:

„Не мога да ви покажа тесеракт, защото аз и вие сме затворени в три измерения.“

Но той може да покаже триизмерна проекция на такъв. Както куб може да се нарисува на хартия или да хвърли сянка, така и тесерактът може да бъде представен – макар и несъвършено – в триизмерното пространство. Справяте ли се до тук?

В този момент Сейгън приканва зрителя да разшири съзнанието си и да разбере четвъртото измерение по метафоричен начин. Дори да не можем да го видим или визуализираме напълно, това не означава, че не можем да извлечем уроци и улики от видимото.

Изучаването на четириизмерното пространство може да ни помогне да разберем по-добре вселената. Това, че възприемаме само три измерения, не означава, че други не съществуват.

За физици и математици е от решаващо значение да могат да си представят и картографират тези теоретични пространства, за да разбират неща, които иначе са необясними. Спомняте ли си променящите се форми, когато ябълката преминава през Плоскоземия?

Демонстрацията на Сейгън за четвъртото измерение не е просто чудесно обяснение на трудна за възприемане научна идея – тя е и отличен пример за това как се преподава сложна тема: с ясни обяснения, използване на ежедневни обекти и брилянтно разказвачество.